Método para amostragens de mamíferos noturnos usando drones com câmeras termais : um estudo de caso com o uso do espaço por capivaras no sul do Brasil

Abstract

O uso de sensores térmicos embarcados em drones tem fornecido uma nova e ampla gama de possibilidades para amostragem de animais. Apesar das vantagens de detectar animais camuflados ou parcialmente obstruídos e permitir amostragens noturnas, amostragens aéreas com sensores termais apresentam limitações, como baixa resolução das imagens e suscetibilidade a condições meteorológicas. Nosso objetivo é apresentar um método de amostragem para mamíferos noturnos com drones multirrotores equipados com câmeras termais, buscando contornar as limitações de resolução, autonomia dos drones e cobertura amostral em desenhos amostrais para a estimativa de ocorrência. O método consiste em um voo híbrido de rotas de voo pré-planejadas a uma altura suficiente para detectar as manchas de calor dos animais associada a aproximações manuais para identificação da espécie. Exemplificamos o método com um estudo que avaliou o uso do espaço por capivaras (Hydrochoerus hydrochaeris) numa região de áreas úmidas antropizadas no sul do Brasil. Testamos a relação entre o uso do espaço por capivaras com a distância para corpos d’água e a proporção de remanescentes de áreas úmidas. As amostragens ocorreram em agosto de 2022. Sobrevoamos em modo de varredura 112 unidades amostrais de 16 hectares (400 m X 400 m) a 40 m de altura e 40° de inclinação da câmera com uma velocidade média de 6,5m/s durante o voo automático. Os vídeos gravados durante os voos foram revisados manualmente por apenas um observador. Avaliamos a relação entre as variáveis ambientais e o uso do espaço pelas capivaras através de um GLM binomial, considerando a interação entre as variáveis preditoras. Registramos capivaras em 54 unidades amostrais e encontramos uma relação significativa da interação das variáveis preditoras com a probabilidade de uso do habitat. A influência da distância para corpos d’água na probabilidade de uso pelas capivaras se torna negativamente mais forte em lugares em que a proporção de áreas úmidas é mais alta. Próximo de corpos d’água, a influência positiva da proporção de áreas úmidas é grande, reduzindo até chegar em nenhuma influência em lugares distantes da água. O método de voo híbrido é uma alternativa eficiente para amostrar mamíferos noturnos usando drones multirrotores com câmera termal. Esperamos que a demonstração da estimativa do uso do espaço pelas capivaras neste trabalho incentive a realização de mais estudos com estimativas de distribuição espacial e abundância de mamíferos noturnos com drones.

The use of thermal sensors integrated into drones has provided a new and extensive range of possibilities for animal sampling. Despite the advantages of detecting concealed or partially obstructed animals and enabling nocturnal sampling, aerial sampling with thermal sensors has limitations such as low image resolution and susceptibility to weather conditions. Our goal is to present a sampling method for nocturnal mammals using multirotor drones equipped with thermal cameras, aiming to overcome limitations in resolution, drone autonomy, and sample coverage in sampling designs for the estimation of occurrence. The method consists of pre- planned flight routes at a sufficient height to detect heat signatures of animals associated with manual approaches for species identification. We exemplify the method with a study that assessed the use of space by capybaras (Hydrochoerus hydrochaeris) in a region of anthropized wetlands in southern Brazil. We tested the relationship between capybara space use, distance to water bodies, and the proportion of wetland remnants. Sampling occurred in August 2022. We flew in a scanning mode over 112 sample units of 16 ha (400 x 400 m) at a height of 40m and a camera tilt of 40° with an average speed of 6,5m/s during automatic flight. The videos recorded during the flights were reviewed manually by just one observer. We evaluated the relationship between the environmental variables and the probability of capybara use through a binomial GLM, considering the interaction between predictor variables. We recorded capybaras in 54 sample units and found a significant relationship between the interaction of predictor variables and use probability. The influence of the distance to water bodies on capybara use probability becomes negatively stronger in places where the proportion of wetlands is higher. Near water bodies, the positive influence of wetland proportion is significant, gradually diminishing to no influence in places far from water. The hybrid flight method is an efficient alternative for sampling nocturnal mammals using multirotor drones with thermal cameras. We hope that the demonstration of the estimate probability of use by capybaras in this work encourage the conduct of more studies on nocturnal mammals distribution and abundance estimation with drones.